Принцип действия синхронных машин

При работе синхронной машины в качестве генератора возбужденный ротор приводится во вращение с частотой п внешним механическим вращающим моментом (например, моментом гидравлической или паровой турбины). Ток обмотки возбуждения I_f создает МДС F_f и магнитный поток Ф_f, неподвижный относительно полюсов и замыкающийся через сердечник статора. Относительно статора этот поток будет вращаться вместе с ротором с частотой n. Вращающимся потоком возбуждения в обмотке статора индуктируется ЭДС Е₁ частоты:

f₁ — pn/60.

Электродвижущие силы фаз трехфазной обмотки взаимно смещены во времени на электрический угол 120°. Если к обмотке статора присоединить симметричную нагрузку, то под действием ЭДС в ней и во внешней цепи будет протекать симметричная система токов I_А, Iв, Iс.

Эти токи создают МДС якоря F_a имагнитное поле, вращающиеся со скоростью ω, т. е. синхронно с ротором. Результирующий вращающийся магнитный поток Ф образуется в результате совместного действия взаимно неподвижных МДС F_f и F_a..

В результате взаимодействия потока Ф с током обмотки якоря возникает электромагнитный момент М ~ ФI₁cosj, где I₁=I_А= Iв= Iс; j — угол сдвига фаз напряженияи тока генератора. В генераторном режиме электромагнитный момент действует навстречу внешнему вращающему моменту, т. е. является тормозящим.

При работе синхронной машины в качестве двигателя обмотка статора подключается к трехфазной сети переменного тока, a обмотка ротора — к источнику постоянного тока. Обмотка статора создает вращающееся магнитное поле. В результате взаимодействия этого с полем обмотки возбуждения возникает электромагнитный вращающий момент, под действием которого ротор вращается с синхронной частотой. В установившемся режиме электромагнитный момент уравновешивается внешним тормозящим механическим моментом.

Равенство частот вращения магнитного поля и ротора принципиально характерно для рассматриваемых машин и послужило причиной наименования их синхронными.

Дата добавления: 2013-12-12